時間：2022-08-29 06:17:03
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機電一體論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【論文摘要】：介紹了光機電一體化技術特征，研究了國內外技術現狀和發展趨勢，指出了未來發展前景和一些重要技術熱點。
近些年來，光機電一體化技術得到迅猛發展，在民用工業和軍事領域得到廣泛地應用。因此，光機電一體化技術成為當今機械工業技術發展的一個主要趨勢。
1.光機電一體化技術特征
光機電一體化系統主要由動力、機構、執行器、計算機和傳感器五個部分組成，相互構成一個功能完善的柔性自動化系統。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術的重要組成要素。與傳統的機械產品比較，光機電一體化產品具有以下技術特征。
1.1體積小，重量輕，適應性強，操作更方便
光機電一體化技術使得操作人員擺脫了以往必須按規定操作程序或節后頻繁緊張地進行單調重復操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產操作程序，任何一臺光機電一體化裝置的動作，可由預設的程序一步一步控制實現，甚至實現操作全自動化和智能化。
1.2功能增加，精度大幅提高
光機電一體化系統包括以激光、電腦等現代技術集成開發的自動化、智能化機構設備、儀器儀表和元器件。電子技術的采用使得包饋控制水平提高，運算速度加快，通過電子自動控制系統可精確按預設動作，其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差，達到靠單純機械方式所不能實現的工作精度。同時，由于機械傳動部件減少，機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。
1.3部分硬件實現軟件化，智能化程度提高
傳統機械設備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調節、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結果。通過改變程序，指令等軟件內容而無需改動硬件部分就可變換產品的功能，使機械控制功能內容的確定和變化趨勢向"軟件化"和"智能化"。
1.4產品可靠性得到提高，使用壽命增長
傳統的機械裝置的運動部分，一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差，導致可動摩擦、撞擊、振動等加重，嚴格影響裝置壽命、穩定性和可靠性。而光機電一體化技術的應用，使裝置的可動部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關甚至無可動部件、無機械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產品的可靠性和穩定性。
1.5融合了多種學科新技術，衍生出許多功能更強、性能更好的新產品
光機電一體化產品的研究開發涉及到許多學科和專業知識，包括數學、物理學、化學、聲學、機械工程學、電力電子學、電工學、系統工程學、光學、控制論、信息論和計算機科學等。例如人們很熟悉的靜電復印機、彩色印像機等，就是一種由機、電、光、磁、化學等多種學科和技術復合創新的新型產品。光機電一體化技術將光電子技術、傳感器技術、控制技術與機械技術各自的優勢結合起來，衍生出許多功能更強、性能更好的新一代技術裝備。
1.6產品系統性增強，各部分系統間協調性要求提高
光機電一體化是一門學科的邊緣科學技術，多種技術的綜合及多個部分的組合，使得光機電一體化技術及產品更具有系統性、完整性和科學性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統中相互配合有嚴格的要求，這就要求各種技術揚長避短，提高系統協調性。
2.研究現狀和發展趨勢
2.1研究現狀
自從我國實行改革開放以來，科技領域急起直追，我國的光機電一體化技術已取得明顯的成效，數控產品有了很大的提高，尤其是經濟型靈敏數控裝置發展很快，是我國特有的經濟實用產品，不但適用國內市場的需要，部分產品還隨主機配套出口。國內的機械產品采用可編程控制器（PC）和微電子技術控制設備也越來越多，覆蓋面也日益擴大，從紡織機械、軸承加工設備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業機械都是如此，我國自行研制和生產的光機電設備，在質量上也有重大突破，為今后的推廣應用打下了良好的基礎。
2.2發展趨勢
光機電一體化技術已經滲透到各個學科、領域，成為一種新興的學科，并逐漸成為一種產業，而這些產業作為新的經濟增長點越來越受到高度重視。從世界科學技術的發展情況來看，光機電一體化技術的未來技術熱點主要包括：
（1）激光技術
1）高單色性，利用激光高單色性作精密測量時，可極大地提高測量精度和量程。
2）高方向性，因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導航以及遙控。
3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點附近可產生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點物體熔化或汽化，對各種各樣材料和產品進行特種加工。
4）相干性，由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學計算機的研制，而在實際運用中也會通過一些激光技術改變激光輻射的特性，應用范圍更廣。
（2）傳感檢測技術
1）激光準直，能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準測量。
2）激光測距，其探測距離遠，測距精度高，抗干擾性強，體積小，重量輕，但受天然影響大。
3）光纖探測器，在目標很小，間隔受限或危險的環境中，最常選用的是光纖探測器。
其他還有激光打孔、刻槽=標記、光化學沉積等加工技術。
（3）激光快速成型技術
激光快速成型是利用計算機將復雜的三維物體轉化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結，由點、線構造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術可使新產品及早投放市場，極大地提高了汽車生產企業對市場的適應能力和產品的競爭能力。
（4）光能驅動技術
利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人?，F已研制成功一種光致動器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實現所要求的動作。實驗驗證，該致動器能可在頂面步行。這種狀態目標處于初級階段，如果能發現具有優異光作用特性的動態物質，則可使光能驅動技術廣泛應用。
3.結語
技術上的改革和與之相配套的技術支持是創新技術的基礎。開發光機電一體化產品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術中恰當地引入電子技術，產品的面貌和行業的面貌就可以迅速發生巨大變化。產品一旦實現光機電一體化，便具有很高的功能水平和附加價值，將給開發生產者和用戶帶來巨大的社會經濟效益。
參考文獻
[1]劉志，朱文堅.光機電一體化技術，現代制造工程，2001（12）
[2]梁進秋.微光機電系統國內外研究進展.光機電信息，2000（8）
[3]宋云奪編譯.光機電一體化業的未來.光機電信息，2003（12）
【論文摘要】：介紹了光機電一體化技術特征，研究了國內外技術現狀和發展趨勢，指出了未來發展前景和一些重要技術熱點。
近些年來，光機電一體化技術得到迅猛發展，在民用工業和軍事領域得到廣泛地應用。因此，光機電一體化技術成為當今機械工業技術發展的一個主要趨勢。
1.光機電一體化技術特征
光機電一體化系統主要由動力、機構、執行器、計算機和傳感器五個部分組成，相互構成一個功能完善的柔性自動化系統。其中計算機軟硬件和傳感器是光機電一體化技術的重要組成要素。與傳統的機械產品比較，光機電一體化產品具有以下技術特征。
1.1體積小，重量輕，適應性強，操作更方便
光機電一體化技術使得操作人員擺脫了以往必須按規定操作程序或節后頻繁緊張地進行單調重復操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產操作程序，任何一臺光機電一體化裝置的動作，可由預設的程序一步一步控制實現，甚至實現操作全自動化和智能化。
1.2功能增加，精度大幅提高
光機電一體化系統包括以激光、電腦等現代技術集成開發的自動化、智能化機構設備、儀器儀表和元器件。電子技術的采用使得包饋控制水平提高，運算速度加快，通過電子自動控制系統可精確按預設動作，其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差，達到靠單純機械方式所不能實現的工作精度。同時，由于機械傳動部件減少，機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。
1.3部分硬件實現軟件化，智能化程度提高
傳統機械設備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調節、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結果。通過改變程序，指令等軟件內容而無需改動硬件部分就可變換產品的功能，使機械控制功能內容的確定和變化趨勢向"軟件化"和"智能化"。
1.4產品可靠性得到提高，使用壽命增長
傳統的機械裝置的運動部分，一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差，導致可動摩擦、撞擊、振動等加重，嚴格影響裝置壽命、穩定性和可靠性。而光機電一體化技術的應用，使裝置的可動部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關甚至無可動部件、無機械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產品的可靠性和穩定性。
1.5融合了多種學科新技術，衍生出許多功能更強、性能更好的新產品
光機電一體化產品的研究開發涉及到許多學科和專業知識，包括數學、物理學、化學、聲學、機械工程學、電力電子學、電工學、系統工程學、光學、控制論、信息論和計算機科學等。例如人們很熟悉的靜電復印機、彩色印像機等，就是一種由機、電、光、磁、化學等多種學科和技術復合創新的新型產品。光機電一體化技術將光電子技術、傳感器技術、控制技術與機械技術各自的優勢結合起來，衍生出許多功能更強、性能更好的新一代技術裝備。
1.6產品系統性增強，各部分系統間協調性要求提高
光機電一體化是一門學科的邊緣科學技術，多種技術的綜合及多個部分的組合，使得光機電一體化技術及產品更具有系統性、完整性和科學性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統中相互配合有嚴格的要求，這就要求各種技術揚長避短，提高系統協調性。
2.研究現狀和發展趨勢
2.1研究現狀
自從我國實行改革開放以來，科技領域急起直追，我國的光機電一體化技術已取得明顯的成效，數控產品有了很大的提高，尤其是經濟型靈敏數控裝置發展很快，是我國特有的經濟實用產品，不但適用國內市場的需要，部分產品還隨主機配套出口。國內的機械產品采用可編程控制器（PC）和微電子技術控制設備也越來越多，覆蓋面也日益擴大，從紡織機械、軸承加工設備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業機械都是如此，我國自行研制和生產的光機電設備，在質量上也有重大突破，為今后的推廣應用打下了良好的基礎。
2.2發展趨勢
光機電一體化技術已經滲透到各個學科、領域，成為一種新興的學科，并逐漸成為一種產業，而這些產業作為新的經濟增長點越來越受到高度重視。從世界科學技術的發展情況來看，光機電一體化技術的未來技術熱點主要包括：
（1）激光技術
1）高單色性，利用激光高單色性作精密測量時，可極大地提高測量精度和量程。
2）高方向性，因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導航以及遙控。
3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點附近可產生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點物體熔化或汽化，對各種各樣材料和產品進行特種加工。
4）相干性，由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學計算機的研制，而在實際運用中也會通過一些激光技術改變激光輻射的特性，應用范圍更廣。
（2）傳感檢測技術
1）激光準直，能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準測量。
2）激光測距，其探測距離遠，測距精度高，抗干擾性強，體積小，重量輕，但受天然影響大。
3）光纖探測器，在目標很小，間隔受限或危險的環境中，最常選用的是光纖探測器。
其他還有激光打孔、刻槽=標記、光化學沉積等加工技術。
（3）激光快速成型技術
激光快速成型是利用計算機將復雜的三維物體轉化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結，由點、線構造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術可使新產品及早投放市場，極大地提高了汽車生產企業對市場的適應能力和產品的競爭能力。
（4）光能驅動技術
利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人。現已研制成功一種光致動器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實現所要求的動作。實驗驗證，該致動器能可在頂面步行。這種狀態目標處于初級階段，如果能發現具有優異光作用特性的動態物質，則可使光能驅動技術廣泛應用。
3.結語
技術上的改革和與之相配套的技術支持是創新技術的基礎。開發光機電一體化產品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術中恰當地引入電子技術，產品的面貌和行業的面貌就可以迅速發生巨大變化。產品一旦實現光機電一體化，便具有很高的功能水平和附加價值，將給開發生產者和用戶帶來巨大的社會經濟效益。
參考文獻
[1]劉志，朱文堅.光機電一體化技術，現代制造工程，2001（12）
[2]梁進秋.微光機電系統國內外研究進展.光機電信息，2000（8）
[3]宋云奪編譯.光機電一體化業的未來.光機電信息，2003（12）
1我國煤礦機電一體化技術的應用現狀分析
隨著經濟及科學技術的不斷進步，電一體化技術也獲得了較大的發展。在煤礦產生過程中，許多煤礦企業將電一體化技術不斷應用于煤礦生產中，對大部分煤礦生產機械的相關參數進行了嚴密的監控，并通過不斷的技術創新，大大降低了煤礦機電一體化技術系統的安裝難度，使得系統抗干擾的能力也得到了較大的提升[1]。但從目前我國煤礦機電一體化技術的應用及發展情況來看，我國煤礦機電一體化技術還處在起步階段，與發達國家相比還存在較大差距，許多地方還需要不斷改進及提高，例如機械的信息量比較大、自動控制的功能擴充難度大等，煤礦機電一體化管理也還存在諸多不足，限制了煤礦機電一體化水平的提高，具體體現如表1所示。針對煤礦機電一體化技術存在的上述不足之處，煤礦企業要對其給予高度重視，在實際生產過程中加強對煤礦機電一體化技術的應用，并實施科學、有效的機電管理，以為煤礦安全、穩定、有序的生產提供可靠保障。煤礦生產是一項危險性較強的工作，而機電一體化技術又貫穿各個煤炭生產環節之中，因此，要保證機電一體化技術的有效應用，煤礦企業就要結合自身發展實際制定出科學、合理的機電一體化操作手冊以及技術指導手冊等，并定期對相關設備實施離線檢點，對檢點生產的各項數據進行有效的匯總、分析[2]。同時加大資金投入，積極更換老舊設備、引進新技術及新設備，并做好檢修工作，才能盡早排除安全隱患，確保機電一體化技術設備的正常運行，為煤礦生產的順利進行提供基礎保障。
2我國煤礦機電一體化技術的應用展望
在我國各個煤礦企業的實際發展中，各種大型機械設備越來越多的被廣泛應用于煤礦生產，機械設備液壓系統輸出的功率也不斷加大，這就需要煤礦生產機械設備液壓系統不斷向高壓方向推進。隨著科技的不斷進步，機械化生產模式在我國的煤礦生產之中的應用日漸普及，其機械生產的多元化、智能化以及一體化水平也大大加強，這對機械數據處理也提出了越來越高的要求，目前傳感器及微處理器等相關原件也能較好的滿足相關要求，在機電一體化技術中對其給予有效使用能夠有效增強機械設備的性能，提高機械設備運行的效率[3]。在煤礦機電一體化技術發展的過程中，要確保及技術的有效性、科學性及適用性，就一定要遵守持續性原則，并對機械設備的燃油功率進行相應的自動化管理控制，才能使機械設備的節能效果得到進一步提高。此外，在機械節能的時候，還要對機械設備運行的效率給予全面考慮，加強對新材料、新技術、以及新工藝的應用，并在確保機械設備運行效率的前提下，重點關注節能效果的發揮。在實際的煤礦機電一體化技術產生過程中，要有效應用傳感器、通訊媒體以及微處理器等先進設備，需要功能較為強大的系統軟件來做支撐，才能促進其應用效果的發揮。在煤礦機電一體化技術的發展中，電流變流體技術是其可行的發展方向，將這種技術應用到煤礦機械設備的液壓系統之中，能有效降低其能量的消耗，延長機械設備的使用壽命，且操作較為簡便，應用前景較好[4]。此外，由于各種高級語言、匯編語言的廣泛應用，煤礦機電一體化技術的軟件開發也具有了較為廣闊的發展前景。
3結束語
總之，機電一體化技術是煤礦企業提高自身生產效率的基本保障，因此，煤礦企業要以自身實際為依據，加強對煤礦機電一體化技術的創新研究，并將其有效應用到煤礦生產中，才能使煤礦企業獲得更多的經濟效益，實現煤礦企業的持續性發展。
作者：閆小飛呂燕飛彭芳單位：河南能源化工集團義煤公司耿村煤礦
在建筑機電一體化設備安裝工程中，組織管理發揮著至關重要的作用，并且組織管理的失敗與否在一定程度上與工程的施工進度有著密不可分的聯系。為了進一步加強組織管理，應該將工程項目的實際情況作為基本依據，組建一支執行力較好的管理團隊，認真做好組織管理責任分工和計劃，建立暢通、簡潔的組織溝通交流渠道，確保信息真實、全面、及時的反饋和傳輸，同時要處理好管理中存在的問題，進一步提高團隊的整體素質和水平，為組織管理義務和權利的落實提供保障。
2安裝主要設備
2.1安裝遠程處理機一般來說，各可重構處理單元RPU與樓宇自動控制系統之間的通信是完全透明的，可以利用不同的PRU對同一個系統進行控制。通常情況下，空調機組是建筑電氣設備自動化系統監控的主要目標，所以在機房中或附近布置好PRU，將空調機組控制系統運用后剩下的輸出輸入接口用來對照明控制、水位信號以及水流量計進行連接。
2.2建筑電氣設備自動化系統的布線在建筑電氣設備自動化系統的布線中，要搞清楚每條線路需要用到的導線，尤其是專門導線，比如水位浮子開關線路、通信線路、流量計線路以及濕度溫度傳感器線路等，這些線路通常需要屏蔽線。一般來說，控制電纜、信號與電源線都應該分管敷設，其中網絡控制器、數據顯示通道、網關以及計算機等電子設備的工作地應該連接在單獨接地干線上。由于智能建筑中需要安裝的電子設備有很多，這些設備所屬的系統也不同，并且這些設備的功能、抗干擾能力以及工作頻率都存在著一定的區別，所以在布線時，一定要充分考慮到個體差異性，并盡量做到因地制宜。
2.3安裝輸入設備在安裝輸入設備時，一定要選擇好合適的位置，尤其是方便維護和調試的地方。由于傳感器的類型有很多，每一種傳感器的產品要求、設計都存在著個體差異性，在安裝方面也具有一定的區別，所以一定要根據產品的實際情況選擇合適的安裝位置。比如水流開關、水管型溫度傳感器、水管流量計以及蒸汽壓力傳感器等就不能安裝在管道焊縫上，而風汽壓力傳感器、風管型濕度傳感器、空氣質量傳感器以及室內溫度傳感器等則不能安裝在出風口和蒸汽放空口處。
2.4安裝輸出設備在安裝輸出設備時，也應該結合實際情況，制定合適的安裝方案。比如電動閥門的箭頭、風閥箭頭就應該與水流方向、電動閥門、風門的開閉保持一致。當出現電動閥門的口徑沒有和管道口徑保持一致的問題時，應該及時采取管件漸縮的解決方案，但是閥門的口徑通常應該高于管道口徑2個檔次，并進行精確計算，盡量與設計要求相符。此外，通常在回水管上安裝電磁與電動調節閥。
3安裝主要機械設備的方法
3.1安裝冷水機組正式安裝前，應該將平面設計圖作為基本依據，對施工現場進行放樣畫線，將機組中心線的位置確定下來，然后對設備進行基礎處理，設備基礎處理符合施工要求后，再開始安裝設備。設備運行到達基礎位置后，運用地腳螺栓套穿，并將墊鐵放置在地腳螺栓兩邊，將設備放下，對墊鐵進行調整，使設備底盤保持水平狀態，并壓實墊鐵。
3.2安裝水泵安裝前，現依照設計圖紙確定水泵位置，通過人工的方法將水泵放置在基礎位置上，將地腳螺栓上好，使水泵中心線與基準線基本保持一致，運用墊鐵對設備底座進行調整，使其保持水平狀態，并運用水平尺檢驗；找平找正后，開始灌注混凝土；找正聯軸器，泵與兩連軸節端面、兩軸水平度以及電機軸的同心度之間的間隙滿足驗收要求；試運轉水泵，先對電機進行單獨運轉，轉動方向正常，轉動不存在任何異常情況后，再對聯軸器的連接螺栓進行安裝，安裝之前，先用手將水泵軸轉動，如果沒有出現雜音、卡阻等異常情況，可以進行下一步安裝。人工啟動泵之前，應該先將出口閥門關閉，然后將電機啟動，等泵運轉正常后，再將出口閥門逐步打開，使其保持工作壓力，并對水泵的軸承溫度進行檢查，確保運轉正常。
3.3安裝燃油鍋爐安裝然后鍋爐時，應該堅持便于維修、整齊排列以及流程合理的基本原則。正式安裝前，應該將平面設計圖作為基本依據，先進行放樣畫線，將機組和鍋爐的中心線位置確定下來，然后對設備進行基礎處理，設備基礎處理符合施工要求后，再開始安裝設備。設備運行到達基礎位置后，運用地腳螺栓套穿，并將墊鐵放置在地腳螺栓兩邊，將設備放下，對墊鐵進行調整，使設備底盤保持水平狀態，并壓實墊鐵。
4電動機的調試方法
在建筑設備安裝工程中，電動機的安裝調試作為其中的一個重要環節，在一定程度上與安裝質量的提高有著密不可分的聯系。電動機是電梯、水泵、風機等各種設備的核心動力部件，電動機調試包括諸多內容，其中有電動機故障檢查、運行以及啟動等，在完成機電設備的安裝后，通常需要調試各種系統，目的是對安裝調試、制造以及設計的質量進行檢驗，對設備持續工作的可靠性進行驗證，檢測設備性能，確保設備安裝質量。
4.1認真檢查電動機及控制系統在啟動電動機前，應該認真檢查電動機及控制系統，一般來說，檢查內容主要包括以下幾個方面：（1）檢查電動機的頻率與電壓與所接頻率和電壓是否一致，接法是否正確，電壓電源是否穩定；（2）運用兆歐表對電動機各相繞組之間的絕緣電阻進行測量，需要注意的是，測試前，應該先將電動機的外部接線拆除。如果測試結果顯示絕緣電阻值偏低，應該先烘干電動機，然后再對絕緣電阻進行測量，完全合格后，才能正式投入使用；（3）對保護電器的整定值進行檢查，是否符合標準，檢查靜、動觸頭是否接觸良好，對電氣控制裝置的型號規格進行檢查，確定是否滿足規定；（4）對電動機的和通風系統進行檢查，確定運行正常。檢查電動機的軸承是否缺油，轉子與定子之間的間隙是否符合要求，間隙處存不存在雜物；（5）對電動機機組周圍進行檢查，查看有沒有影響機組正常運行的雜物，確保電動機組的順利運行。
4.2重點檢查內容在電動機運行的過程中，還需要做好全面的檢查，其中包括以下幾方面內容：（1）檢查電壓是否滿足運行要求；（2）檢查電動機所帶動的設備是否正常運行，設備與電動機之間是否正常傳送；（3）在電動機運轉的過程中，檢查是否存在噪音或雜音，電動機旋轉的方向是否與設計要求保持一致；（4）電動機運行的過程中，對電動機的狀態進行全面觀察，有無燒焦味或冒煙。
5結束語
1機電一體化中電機保護存在的問題
1.1井下電機設備應用及故障問題雖然我國在機電一體化的進程中取得了一定的成就，但一些方面仍然存在問題，例如井下電機的故障問題。在礦井下工作，井下的安全狀況令人堪憂，在電機設備中故障又頻發，無線網絡檢測設備信號很差，井下設備的維修相對來說也不太方便，這是井下電機設備故障的一大難題。鼠籠式異步電機屬于電機控制與保護中最容易出現問題的步驟所在，此環節應用不當所引起的電機運行故障很多，約占整個電機設備故障的一半以上[2]。所以井下電機設備故障的問題，是機電一體化電機保護中存在的一個亟待解決的大問題。
1.2電機在機電一體化中的用電問題一般的電機控制保護裝置都是基于電熱原理和電磁原理?，F在，隨著機電一體化的發展和普及，人工控制的機器越來越少，大多數工廠已全面實現機電一體化。所以電機工作量很大，電機經常啟動，因此引起不少電路方面的問題。比如電機對于電能的損耗，電壓不穩造成的短路，電機超負荷運作等問題。一些企業領導在選購電機時往往過于注重電機本身的工作情況，壞損情況，而忽略了電機對于電能的損耗，忽略了節約用電在電機使用中的具體實踐。
2完善電機在機電一體化應用中的保護
2.1解決井下電機設備故障問題的措施井下電機故障頻發，對此有關工作單位應該加大重視程度，完善電機保護的相應理論。任用相應技術人才，定期對井下的電機設備進行檢查，維修，安排專門檢測人員。要時刻注意電動機各方面指標的變化情況，以便及早發現問題，減少或避免故障的發生。還要加大對電機設備的監控，故障預警方面的投入。例如采用現代化數字監控裝置。我們就要分派專門負責人時刻密切關注電機的使用情況，及存在的一些隱患。在未出現問題時及時維護，企業相關負責人應該掌握相關知識，在選購時應全方位考慮。另外，要想從根本上解決電機故障問題，那么相關研發者在設計電機時就應該考慮到電機的養護維修等問題，從而研發出更為可靠的電機保護裝置。
2.2對電機用電問題解決方法的探討由于現在各大企業對于電機越來越依賴，電機在電能利用方面也顯露出一些問題。所以，在使用機電一體化設備時，需要有針對性的對于其電路和電能損耗方面的指標進行監測。確保電流以及電壓等參數等能穩定在一個相對正常的水平，有針對性的在這些方面進行檢查有利于電力故障的判定。在這個過程中需要實施檢測，但是常規的儀器并不能做到精準的測量，因此在對其進行應用的過程中，需要選擇較為專業的設備如霍爾型電流互感器和IPM輸出電壓采用分壓電路的方式對IPM輸出三相電流和電壓進行檢測，在對故障做出快速判斷的同時及時發出報警。另外要想減少電能的損耗，也應該增加用電情況的監控儀器。但要想從根本上解決問題，最重要的是，在電機的設計時我們應綜合考慮多方面因素，將綠色創新的理念融入其中，使我國機電一體化技術的發展達到一個全新的水平。
2.3新時代背景下對于電機保護設施的完善隨著電機保護理論知識的完善和新技術的發展，通過仿真計算機故障模擬并對其數據進行精確分析，一方面可以防止電機故障的發生和及時對電機故障做出判斷與維護，另一方面，也可以用以完善相應的理論知識，讓理論知識在實踐中得以升華。另外，新技術的應用開發也是完善電機保護系統的重要方面。例如紅外光，電磁波等技術的應用，采用科學有效的數據完善電機保護系統是新時代對于我們的要求。對于電機保護裝置的研究，我們大多忽略了一個方面，那就是我們應大力倡導電機與其保護裝置配套出廠，根據我國現在的需求，有針對性的生產電機及其配套的裝置。對于一些其他國家來說電機和電機的保護裝置配套出廠的現象早已不是陌生，而在我國，大多數情況下還是電機與其保護裝置分別在不同廠家出廠。這種情況下，在設備維修時往往出現設備不匹配的現象，造成不必要的麻煩，而且對于生產的成本來說，也未免有些浪費。因此我們應不斷學習進取，吸取好的經驗，在我國大力建倡導電機與其保護設備匹配出廠。這樣做的優點就是，用戶在選擇設備時減少了繁瑣的對比，測量，更重要的是，大大減少了因設備不匹配而出現的壞損現象，在一定程度上減少能源的浪費，完善了綠色環保在電機保護及機電一體化中的應用。
3結束語
雖然在機電一體化進程中，電機的保護方面仍然存在一些問題，例如井下設備的故障問題及電能的損耗問題，但只要采取合理化的解決方法，加之科學技術的飛速發展，新技術的不斷出現，綠色創新意識的不斷增強，機電一體化的發展趨勢定將良好，它將繼續擔任我國現代化科技發展的主力軍。
作者：杜秀琴單位：哈爾濱泰富電機有限公司
關鍵詞:機電一體化;機械系統;工作經驗;研究資料
機電一體化機械系統通過運用計算機技術，由計算機系統進行協調及控制，從而完成運動、能量流和機械力等各項動力學相關的任務，同時其各個機電部件相互聯系、相互配合和相互協調，組成完整的系統結構?；谠撓到y結構的程序性和任務性，在機電一體化機械系統的設計與研究上應該站在“系統”的相關角度，以便進行有效科學的安排設計。
1機電一體化機械系統的設計要求
1．1保證較高的精確性
機電相關產品的精確程度直接關系著系統整體的質量和效益，機電一體化機械的技術性能、工藝水平及功能都要求選擇優質產品，也就是說，機電一體化產品的首要標準和要求便是高精確度。
1．2反應性能要強
機電系統具有良好的反應性能，即在系統接受某一指令后，能夠較短時間內對該指令進行任務的執行，從而保證系統能夠更加精確地完成任務。另外根據系統的運行狀況，做好準確、及時獲得相應指令的控制，能夠增加任務完成和執行的準確性。
1．3具有較強的穩定性
在機電一體化機械設計中，為了保證更好的系統精確度和反應性能，往往會在無間隙、低摩擦、高剛度和高諧振頻率等方面對系統提出較高的要求。另一方面，還要求機電一體化機械系統有壽命長、體積小、重量輕和可靠性高等優點。
2機電一體化機械系統的構成
機電一體化機械系統通常是由傳動機構、導向機構和執行機構三部分構成。
2．1傳動機構
機電一體化機械系統中的傳動機構，不僅僅是轉速和轉矩的轉換器，耗時伺服系統中的重要組成部分，因此，在機電一體化機械系統設計要求中，傳動機構首先要具有較高的精確度，同時必須滿足重量輕、噪音低、體積小、運轉速度高和可靠性高等方面的要求和特點，結合機電一體化機械系統中對伺服控制的要求和標準進行傳動機構的設計研究，以便更好地提升系統機械結構中的伺服性能。
2．2導向機構
導向機構在機電一體化機械系統中主要起到的是導向作用和支撐作用，一般包括導軌和軸承等。導向機構的正常作用的發揮可以有效保證機電一體化機械系統中的組成部分和各個裝置能夠安全、準確完成指定的任務運動。
2．3執行機構
執行機構，是指在機電一體化機械系統中直接完成任務指令的操作裝置和部分，一般情況下，執行機構所具備的高靈敏度和精確度以及高重復性能和可靠性，可以保證其根據不同的任務指令和相關要求，在動力源的推動下完成預先設定的各種操作任務。在目前經濟快速發展的社會，計算機的應用能通過其強大有效的功能，使傳統機電的動力發動機轉換成為可變速、動力和執行的多功能發動機，從而使得執行機構和傳動機構得到進一步的簡化。
3機電一體化機械系統的設計思想
3．1動態設計思想
在機電一體化機械系統的設計中，通過靜態設計的有效協助，為了更好的研究整個機械系統結構的頻率特點和性質，完成各個系統環節數字模型的建立，推動促進機電一體化機械系統的傳遞函數，必須充分有效地通過自控方法進行頻率特性的計算，這便是動態設計。機械系統的頻率特性，在一定程度上不但能夠反映出整個系統在不同信號頻率下的相應反應，還決定了系統的工作最大頻率、抗干擾性和穩定性。
3．2靜態設計思想
靜態設計是指按照機電一體化各個機械系統的功能要求，通過相關的研究和經驗初步、大體上制定出機械系統設計的步驟及方案。方案中主要涉及整個系統部件之間的控制、連接以及部件的種類和對能源的需求等?；痉桨冈O計完成后，應以技術手段為基礎，設計出系統中各部件的運動關系、參數及結構，確定部件及相應零件的材料、精確度和結構方式，并對執行元件發電功率、參數和過載能力進行驗算，對其他相關的元件和部件進行配置系統的選擇等等。
4機電一體化機械系統的性能分析
想要使機電一體化機械系統良好的伺服性能得到保證，不但需要從機械系統的靜態特征方面得到更好的滿足，同時還要充分的運用理論研究和自動化的控制方法對整個系統體系進行動態設計和分析。另外，機械系統的動態設計應該以系統靜態的數字模型為基礎，根據自動化控制的要求和方法研究分析系統的整個頻率特性，并通過調整相應的頻率，改善系統整體的伺服性能。
4．1數字模型的建立
機電一體化機械系統數字模型的建立和電氣系統的數字模型的建立在一定程度上基本相似，即都是通過折算將比較負責的結構裝置簡單化，轉為等效的數學函數關系，并用數學中的線性微分方程表達式將其表達出來。機電一體化機械系統的數字模型分析通常情況下都是輸入與輸出的聯系。比如，把比較復雜的系統機械參數，彈性模量、阻尼和系統慣量等統一進行處理，并對各個機械參數進行數學方式的分析，從而得出它們對整個機械系統的影響。在數字模型的建立之前，需要先對機械系統中的不同物理量進行折算，使它們直接轉化到某個元件上，從而把多變、復雜的多軸傳動變為單軸傳動，在此過程中，必須嚴格按照總機械系統性能不變的原則。這樣，以單軸為基礎的輸入量和輸出量的關系，就能夠建立相關的數學表達式，從中反應出機械的相應性能，從而應用并指導實際中的設計。
4．2性能參數的影響
機電一體化機械系統設計要求必須要工作可靠、精確度高、運行平穩等，既是靜態設計中的研究問題，也是動態設計對伺服機構的要求，這就應該通過對有關參數的調整，優化整體系統的性能。
5結語
通過以上論述，從機電一體化機械系統的性質、概念等方面進行相關分析，分別從機電一體化機械系統的設計要求、基本構成、設計思想和性能分析四個方面進行了研究分析，機電一體化機械系統設計研究進行了詳細的論述。
作者:朱翔宇 王玉樂 單位:聊城大學機械與汽車工程學院 青島科技大學自動化與電子工程學院
參考文獻:
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［2］韓向可，吳耀春．應用型本科機電一化系統設計課程改革探索［J］．裝備制造技術，2016(01)．
1煤礦設備安全管理意識不強，缺乏有效的日常維護和保養工作
煤礦機電設備管理部門的管理人員和相關領導沒有較強的設備質量安全管理意識，對機電設備的管理工作重視程度不高，或者管理工作不到位，使設備在長期使用后出現老化的質量問題，再加上日常維護和工業大學機械制造專業，現任陜西銀河煤業開發有限公司副總工程師。養工作的缺乏，這就容易使設備發生故障，增加生產中的安全隱患，進而影響作業的安全性和生產效率。
2機電一體化條件下煤礦設備管理策略
2．1更新管理理念，強化煤礦設備質量和安全管理意識和責任感安全生產和質量是現代煤礦生產和煤礦開采作業中的重要因素，要重視煤礦設備管理人員和煤礦生產職工的主觀能動性和思想認識水平，企業應該加強從業人員的安全知識教育和安全作業技能培訓，增強煤礦設備管理人員的安全管理意識和責任感，鼓動全員參與到設備安全管理和質量管理中，這樣既能夠提升煤礦全體人員的安全生產意識和質量意識，又可以提高煤礦安全生產技術水平，從而避免煤礦設備產生安全隱患，防止重大安全事故發生，提高煤礦生產效率。
2．2加強煤礦設備日常維護和保養工作，做好故障預防、檢修工作為了減少煤礦機電設備故障和安全事故的發生，需要企業加強機電設備的日常維護和保養工作，尤其加大對機電設備故障的事前預防檢修和定期維修工作力度，要加強對設備的防潮、防塵與防腐措施，不斷采用先進的在線故障檢測技術和方法，通過對煤礦機電設備正常運行狀態的預測和基于模型的故障預測、診斷與檢修，防患于未然，有效防止煤礦生產設備的損壞，減少設備故障現象的發生，減輕設備故障事后的檢修人員勞動強度，節省設備檢修成本，提高設備故障檢修效率，保證煤礦生產的連續性和效率，推進現代煤礦企業設備管理的科學化，提高煤礦機電設備綜合管理水平。
2．3加大科技投入，大力進行技術革新，提高煤礦企業的市場競爭力加強技術革新是煤礦企業發展的必然趨勢。煤礦企業應該加大科技投入，大力進行技術革新，轉變煤礦生產模式和經濟增長方式，以先進的生產技術、新材料、新生產設備來提高煤礦生產量和煤炭質量，將科技技術優勢轉化為競爭優勢，從而依靠科技提高企業自身的市場競爭力和經濟效益，不斷促進企業持續、健康的發展。
2．4科學采購和引進煤礦機電設備，充分利用煤礦機電設備，提高生產效率針對目前存在機電設備采購、使用管理混亂的現象，煤礦企業應該加強科學管理和精細化管理，科學合理采購和引進機電設備，由于目前煤礦機電設備市場存在不同的價格、質量與性能，且種類較多，因而在選擇時應該對煤礦機電設備的價格、性能與質量進行比較，應該確保設備的質量，保證煤礦機電設備具有較高的安全可靠性，這樣在實際的生產工作中就會減少設備故障和安全事故發生，從而提高煤礦生產效率。結論在機電一體化不斷發展的條件下，安全管理和質量管理是煤礦企業機電設備設備管理中的重要管理理念，因而要加強煤礦機電設備的安全和質量管理，建立和落實安全生產責任制和責任到人的生產管理模式，做好煤礦機電設備故障預測和定期檢修工作，不斷減少或避免設備故障和煤礦事故的發生，促進煤礦企業健康發展。
作者： 單位：陜西銀河煤業開發有限公司
1.專業人才培養目標。本專業培養掌握機電一體化技術的基本知識與技能，能適應自動機械及成套生產線設備的制造、安裝、調試、運行維護與管理、技術改造等一線崗位需要的工作能力，具備良好的職業道德，具有可持續發展能力的高技能型人才。（1）掌握一定的基本理論知識。在培養過程中，要求學生必須具備以下知識：計算機應用基礎和處理文字、圖形的方法；機械制圖、電氣控制的技術標準及零件幾何精度、檢驗檢測標準；機電設備維修工藝的基本理論與知識；機電設備氣液控制回路的原理、安裝、調試與維護；電氣工程基本知識及傳感器、儀表的應用、元件安裝、調試與維護；失效機械零部件測繪設計的基本知識和方法，以及零部件修復常見工藝和修理方法；自動機的結構組成、自動生產線的布局與選型知識。（2）培養一定的專業技能。要求學生必須掌握以下專業技能：使用計算機處理文字、圖形，利用互聯網獲取信息和知識的能力；能操作一般的加工機床加工機械零部件，能利用手動工具加工、修復易損機械零部件；能解決電氣工程基本問題，會分析、安裝、調試常用生產設備的電氣控制系統；能讀懂常見的氣壓、液壓回路圖，并會繪制、分析回路，能按照回路圖進行元件的安裝和調試，會分析故障；能根據自動生產線設備的結構圖進行裝配、調試機器，并能對其他同類設備進行分析和使用；獲得對自動機與生產線生產、裝配車間的管理能力。同時，培養學生具有良好的思想政治素質、身體素質和文化基礎。畢業生就業崗位主要是自動機械及成套生產線制造崗位，如機電設備零部件設計、整機設計、制造檢驗、安裝與調試、外協與銷售。自動機械及成套生產線使用崗位，如在液態飲料、調味品、奶制品、日化品、及食品等生產企業，從事設備安裝、調試、維修、運行與管理。其他機電一體化產品及成套制造企業，如地鐵安裝調試、汽車裝配，游樂設備裝配及使用，煙草包裝設備安裝與維護，塑料加工設備安裝調試，印刷包裝設備安裝調試，工業機器人安裝調試及應用等。
2.專業人才培養方案的實施。專業核心課程實施項目化教學，采取學習任務與工作任務一致、課堂與實習地點一體、仿真與生產結合、專職與兼職教師合作的工學結合教學模式。[2]對自動生產設備安裝與維修、典型自動機控制技術、工業機器人操作維護與編程等課程，采取分階段教學，第一階段由專任教師進行多媒體分析講授，設備工作原理、結構等理論知識，及對工藝原理、結構的仿真分析，第二階段集中實踐教學，專任教師與兼職教師合作完成，將學生分組，圍繞設備觀察、分析，答疑，按照行動導向教學法，進行設備零部件拆裝、維修等項目實訓，并根據項目情況，定期輪換。
3.實施人才共育的形式、途徑與方法。積極學習和借鑒新加坡、德國的職業教育先進理念，探索并實施教學做一體化、邊做邊學的教學方法，采用現代化教學手段，給學生傳授更多的信息量，注重培養學生的自主學習能力、專業動手能力和職業綜合能力。每屆學生在第五學期進行有專業特色的《生產線安裝與調試》實習，這是專業工學結合教學中一個重要的實踐性環節。采取的形式是：實習前由專業教師和企業，就學生的實習崗位、實習項目、管理和安全等方面進行協商，簽訂校、企和實習生三方實習協議，明確各方的責權利。學生深入企業生產現場，成為企業準員工，按照企業的規章制度做事，在校內外指導教師的指導下，參加專業相關自動機械設備的制造、安裝、調試、運行、維護，達到理論聯系實際、訓練專業基本技能和職業素養，同時學會如何正確認識和融入社會。另外，還將“挑戰杯”等項目與畢業設計結合起來，以賽促學，提升學生綜合運用所學知識解決問題的能力，提高畢業設計的質量。
二、專業教學改革特色與創新
1.創新工學結合的人才培養模式。按照校企協同育人的理念，與行業企業共同研討，對機電專業人才培養模式進行創新，學生在“廠中校、校中廠”的教學情境中，進行課堂仿真學習、實訓室里實踐學習、實習基地車間生產訓練，即車間做課堂，上班即上課；同時還有在企業里的課堂分析與思考。這樣，學生在做中學、學中做，教師在做學中施教，學生的知識、技能、素質得到綜合訓練。
2.構建專業基礎寬厚、特色鮮明的課程體系?；跈C電專業崗位職業能力，構建了“以自動生產線工作過程為導向，以培養設備制造、安裝、調試、運行等崗位技術能力為主線”的課程體系，設置了專業根基寬厚的專業技術課程，培養學生掌握機械工程、電氣電子工程、信息控制技術的基本知識與技能，具備自主學習能力，獲得可持續發展和再就業適應能力。[3]設置特色鮮明的核心課程，培養專業核心與綜合能力，能適應工作崗位、快速與社會接軌。專業課程教學內容更豐富，由原來的灌裝生產線設備擴展到諸如包裝印刷機械、加工成型機械、工業機器人與機械手等自動生產線領域，涉及范圍更寬廣。
3.做學一體，教學手段與方法靈活多樣。積極開展課堂與現場一體化教學，實施項目驅動“分步”實踐教學法，車間做課堂，工作中上課，不同內容、不同手段，靈活運用，教學做一體化。對機電設備的原理性、陳述性知識，采取多媒體課室、車間現場集中教學，以動作模擬，原理仿真、視頻教材等進行分析；對于測繪、拆卸、安裝、調試、檢測類技能培養，采取在實訓室、企業車間現場，教師或師傅示范指導、培訓錄像觀看、學生動手實踐的手段與方法，力求實現最佳教學效果。
4.實踐教學條件有很大改善。按照企業模式和專業教學要求規劃實訓室，校內生產性實訓條件不斷改善，滿足課程改革和專業發展需要，建設自動生產線技術實訓基地，改建、擴建、新建專業實訓室，現有150個工位，滿足實訓需要。通過多種方式鞏固和新建校外實習基地，近年來新建了30家校外實習基地，滿足學生校外教學實習和頂崗實習的需要。
三、專業建設的進一步提升
1.重點培養，均衡發展，提升教師水平與能力。用兩三年時間，培養具有廣泛影響力和國際視野的雙師型、教授級專業帶頭人。重點培養中青年骨干教師，分批次送往國內外一流院校進修、知名企業培訓，著重培養其機電設備的制造、裝配調試專業技能，提高專業執教水平。采取企業推薦與學校考核相結合，聘請既有理論水平又有豐富機電產品設計制造、安裝、調試實踐經驗的企業技術人員作為兼職教師。建設兼職教師資源庫，由兼職教師擔任專業性、技術性強的實踐類課程教學。涉及食品、輕化工自動生產線設備的制造及應用、地鐵安裝調試、汽車裝配、游樂設備裝配及使用、煙草機械使用維護、工業機器人安裝調試等領域。
2.拓寬視野，加強專業內涵建設。圍繞廣東輕工行業技能型人才的需求，利用本專業的校企合作基礎，創新校企合作平臺，加深校企合作的力度和深度，并以專業內涵建設為核心，加強專業的國際合作。課程按照分級開發、全面提升的思路，設置“機電一體化認知課—機電技術基礎課—機電職業能力綜合課—可持續發展的拓展類”。依托實習基地，以新材料、新工藝、新方法、新標準為原則，編撰與科技發展相適應、適合機電專業人才培養的專業教材。
3.創造條件，提高實踐育人效果。結合學校的“重點平臺建設躍升”計劃，以“廣東省自動生產線裝備研發技術平臺”項目為依托，完善現有校內實踐教學條件，購置一批機電產品單元裝置，包括機電傳動單元、工業機器人、機械手單元、游樂設備單元、地鐵控制單元、煙草機械單元、塑料機械單元等，滿足分組教學，現場進行結構分解、維修裝配、仿真分析，著重培養學生的動手能力、分析決策和創新思維能力。維護好原有輕工包裝生產線設備制造與使用企業實習基地，加強與大型企業的合作，開拓新校外基地，涉及煙草設備、地鐵設備、汽車裝配、游樂設備、塑料加工設備等機電產品制造與使用諸多領域，拓寬本專業就業面。
4.對接產業，增強社會服務能力。作為面向輕工業服務的輕工機械行業產品門類眾多、標準化程度不高、企業規模不大，中小型民營輕工機械企業占相當比例。在目前生產一線用工緊張的形勢下，很多中小型企業希望學校能靈活實施專業人才培養方案，盡快解決設備工程現場安裝調試、技術服務方面用人難的問題。我們提出“就地培養”措施，教師緊密聯系企業，主動面向本行業企業開展企業員工和從業人員的培訓和學歷提升，積極開展對口支援與交流。第四學期后期，企業來校進行宣傳介紹，鼓勵學生報名，初步預訂學生為準員工，第五學期以實習組形式整個學期到企業實習，教師送課到企業現場教學、就地培養，解決企業問題。同時，充分利用現代信息技術，改造傳統教學模式，開發應用仿真流程、虛擬生產等數字化教學資源，搭建校企數字傳輸課程，實現校企聯合教學，做到共享優質教學資源。
由于機械系統與微電子系統在性質上有很大差別，兩者間的聯系須通過機電接口進行調整、匹配、緩沖，因此機電接口起著非常重要的作用：
（1）行電平轉換和功率放大。一般微機的I/O芯片都是TTL電平，而控制設備則不一定，因此必須進行電平轉換；另外，在大負載時還需要進行功率放大；
（2）抗干擾隔離。為防止干擾信號的串入，可以使用光電耦合器、脈沖變壓器或繼電器等把微機系統和控制設備在電器上加以隔離；
（3）進行A/D或D/A轉換。當被控對象的檢測和控制信號為模擬量時，必須在微機系統和被控對象之間設置A/D和D/A轉換電路，以保證微機所處理的數字量與被控的模擬量之間的匹配。
1、模擬信號輸入接口。在機電一體化系統中，反映被控對象運行狀態信號是傳感器或變送器的輸出信號，通常這些輸出信號是模擬電壓或電流信號（如位置檢測用的差動變壓器、溫度檢測用的熱偶電阻、溫敏電阻、轉速檢測用的測速發電機等）計算機要對被控對象進行控制，必須獲得反映系統運行的狀態信號，而計算機只能接受數字信號，要達到獲取信息的目的，就應將模擬電信號轉換為數字信號的接口——模擬信號輸入接口。
2、模擬信號輸出接口。在機電一體化系統中，控制生產過程執行器的信號通常是模擬電壓或電流信號，如交流電動機變頻調速、直流電動機調速器、滑差電動機調速器等。而計算機只能輸出數字信號，并通過運算產生控制信號，達到控制生產過程的目的，應有將數字信號轉換成模擬電信號的接口——模擬信號輸出接口。任務是把計算機輸出的數字信號轉換為模擬電壓或電流信號，以便驅動相應的執行器，達到控制對象的目的。模擬信號輸出接口一般由控制接口、數字模擬信號轉換器、多路模擬開關和功率放大器幾部分構成。
3、開關信號通道接口。機電一體化系統的控制系統中，需要經常處理一類最基本的輸入/輸出信號，即數字量（開關量）信號包括：開關的閉合與斷開；指示燈的亮與滅；繼電器或接觸器的吸合與釋放；電動機的啟動與停止；閥門的打開與關閉等。這些信號的共同特征是以二進制的邏輯“1”和“0”出現的。在機電一體化控制系統中，對應二進制數碼的每一位都可以代表生產過程中的一個狀態，此狀態作為控制依據。
（1）輸入通道接口。開關信號輸入通道接口的任務是將來自控制過程的開關信號、邏輯電平信號以及一些系統設置開關信號傳送給計算機。這些信號實質是一種電平各異的數字信號，所以開關信號輸入通道又稱為數字輸入通道（DI）。由于開關信號只有兩種邏輯狀態“ON”和“OFF”或數字信號“1”和“0”，但是其電平一般與計算機的數字電平不相同，與計算機連接的接口只需考慮邏輯電平的變換以及過程噪聲隔離等設計問題，它主要由輸入緩沖器、電平隔離與轉換電路和地址譯碼電路等組成。
（2）輸出通道接口。開關信號輸出通道的作用是將計算機通過邏輯運算處理后的開關信號傳遞給開關執行器（如繼電器或報警指示器）。它實質是邏輯數字的輸出通道，又稱為數字輸出通道（DO）。DO通道接口設計主要考慮的是內部與外部公共地隔離和驅動開關執行器的功率。開關量輸出通道接口主要由輸出鎖存器、驅動器和輸出口地址譯碼電路等組成。
二、人機接口
人機接口是操作者與機電系統（主要是控制微機）之間進行信息交換的接口。按照信息的傳遞方向，可以分為輸入與輸出接口兩大類。機電系統通過輸出接口向操作者顯示系統的各種狀態、運行參數及結果等信息；另一方面，操作者通過輸入接口向機電系統輸入各種控制命令，干預系統的運行狀態，以實現所要求的功能。
1、輸入接口。
（1）撥盤輸入接口。撥盤是機電一體化系統中常見的一種輸入設備，若系統需要輸入少量的參數，如修正系數、控制目標等，采用撥盤較為方便，這種方式具有保持性。撥盤的種類很多，作為人機接口使用最方便的是十進制輸入、BCD碼輸出的BCD碼撥盤。BCD碼撥盤可直接與控制微機的并行口或擴展口相連，以BCD碼形式輸入信息。
（2）鍵盤輸入接口。鍵盤是一組按鍵集合，向計算機提供被按鍵的代碼。常用的鍵盤有：
1）編碼鍵盤，自動提供被按鍵的編碼（如ASCII碼或二進制碼）；
2）非編碼鍵盤，僅僅簡單地提供按鍵的通或斷（“0”或“1”電位），而按鍵的掃描和識別，則由設計的鍵盤程序來實現。前者使用方便，但結構復雜，成本高；后者電路簡單，便于設計。
2、輸出接口。在機電一體化系統中，發光二極管顯示器（LED）是典型的輸出設備，由于LED顯示器結構簡單、體積小、可靠性高、壽命長、價格便宜，因此使用廣泛。常用的LED顯示器有7段發光二極管和點陣式LED顯示器。7段LED顯示器原理很簡單，是同名管腳上所加電平高低來控制發光二極管是否點亮而顯示不同字形的。點陣式LED顯示器一般用來顯示復雜符號、字母及表格等，在大屏幕顯示及智能化儀器中有廣泛應用。
結語：
接口技術是研究機電一體化系統中的接口問題，使系統中信息和能量的傳遞和轉換更加順暢，使系統各部分有機地結合在一起，形成完整的系統。接口技術是在機電一體化技術的基礎上發展起來的，隨著機電一體化技術的發展而變得越來越重要；同時接口技術的研究也必然促進機電一體化的發展。從某種意義上講，機電一體化系統的設計，就是根據功能要求選擇了各部分后所進行的接口設計。接口的好與壞直接影響到機電一體化系統的控制性能，以及系統運行的穩定性和可靠性，因此接口技術是機電一體化系統的關鍵環節。
參考文獻：
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[2]佘明輝?；跈C電一體化系統接口技術的研究。江西電力職業技術學院學報。2006.（4）
一、促進師生互動，鼓勵自主參與
傳統教學模式中，教師一般只借助口述與板書的形式來展示所要傳授的內容，而隨著時代的發展與科技的進步，信息技術觸發了教育方法的不斷革新，課堂教學變得更加方便與豐富，知識呈現變得容易。如課下教師可以借助網絡開設討論組，或者以創設留言板、網頁的形式，就學生感興趣的話題展開討論，學生也可以對不熟悉的問題進行詢問，教師將課上收集的問題統一回答與講解。例如，《機電一體化檢測系統》一節的相關知識比較復雜，為引導學生形成系統的知識網絡，教師可采用專題探究的教學形式，借助信息技術，引導學生展開系統的學習與分析。關于位移、速度、加速度、力、扭矩、流體壓強等方面的檢測存在多種檢測方法、檢測流程與檢測曲線，教師可運用信息技術結合實例展示在學生面前。同時，本章節的重難點內容，可借助校園網絡平臺，實施遠程授課，或者教師和學生實時進行網上溝通，使學生的學習不受時間與空間的限制，切實提升教學質量。
二、拓寬時空范圍，提升教學效率
信息技術能夠打破時空限制，把豐富的文字、圖片、音頻、視頻等資料集中起來，變微觀、抽象與遠程的知識為鮮活、生動、可感受的信息技術環境下的知識，從而節約了教學準備時間，提升了教學效率。例如，講授《電氣系統設計》一節的相關知識時，教師可借助信息技術，將電氣設計基本任務、基本內容、設計原理、中心環節，借助設計的實例展開分析與講解，使學生形成系統化的印象。還可以打造模擬的電氣設計實驗室系統，模擬特定條件下的設計環節，引導學生展開設計原件的選定、安裝方式與接線方式的實踐、組件裝配的設計等。從而促進學生將理論與實際結合，打破時空限制，強化學生的知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀的形成。
三、總結
信息技術能夠為中職機電一體化教學提供豐富的教學資源并整合課堂資源，從而節約了教學成本、提升了教學效率。同時還能夠調動課堂的生機與活力，優化課堂教學過程，激勵學生關注科技與機電研究的發展進步，強化學生的科學素養。
作者：崔婷婷單位：山東省新泰市職業中等專業學校
論文摘要：基于FMS技術開發了模塊化機電一體化教學培訓系統，該系統有助于加深學生對機電一體化系統概念的理解，掌握車間柔性制造的方法，最后以作業計劃與調度教學研究性、綜合性實驗為例，論述了該系統在培養學生理論與實踐相結合的能力，提高學生學習興趣和積極性的重要作用。
為使機械設計制造及其自動化專業學生在學習過程中，有機會將所學到的各門專業課的知識綜合性地應用到接近于生產實際的過程中，為他們走上工作崗位后應用這種新的理念打下基礎，學院除了建立適合于現代教學法模式的幾個獨立的專業實驗室外，籌建了一個開放式自動化綜合實驗室。在這個綜合實驗室中，我們開發了一套完全接近于生產實際的模塊化柔性制造系統，由省部共同投資。實驗室的開放性主要體現在兩個方面:一是系統組成具有開放性，系統中不同生產廠家的設備可相互兼容，便于以后擴展;二是實驗室資源具有開放性，實驗室可面向校內外各種層次的學生或培訓學員，做到資源共享，擴大受益面。
1FMS系統組成
柔性制造系統機電一體化訓練設備，包含一條閉環柔性輸送裝置和六自由度并聯加工中心(加工站)、三自由度數控雕刻機及其控制系統、四自由度上料檢測站及其控制系統、搬運站、安裝站、安裝搬運站、智能分類站、現場總線、多層次立體原料庫及其控制系統、多層立體成品庫及其控制系統、自動化輸送線及變頻調速控制系統、PLC數據采集及物料監控系統、系統監控及管理控制軟件。
工業控制計算機通過運動控制卡發送位置信號給旋轉立體上料庫電機驅動器，電機驅動器驅動步進電機旋轉一定角度，實現零件位置對準，同時設置檢測開關，通過PLC采集至計算機，判斷托盤上相應位置是否存在零件。自動上料機器人將待加工物料送至加工位置后，系統驅動鎖緊裝置進行物料定位固定，上位機按指定程序控制六自由度并聯機器人，進行零件前序的加工。在主界面中點擊數控雕刻機控制按鈕，進人數控雕刻機控制界面，三自由度數控雕刻機主要實現對工件端面的雕刻，通過用戶編制G代碼也可以用軟件將模型轉化為G代碼，然后通過計算機的串口將G代碼傳到雕刻機，雕刻機執行G代碼。
零件前序加工完畢后，計算機控制零件搬運機器人將加工完的零件搬運至下一工序的加工位置。
在主界面中點擊立體倉庫狀態按鈕，進人立體倉庫狀態界面。立體倉庫狀態是用來實時顯示立體倉庫倉位的占用情況，系統實時檢測各個倉位的狀態，然后系統給碼垛機發指令決定碼垛機下一次將裝配的成品放人哪個倉位，操作者通過觀察狀態位的圖標情況，操作者就可以知道哪個倉位是否為空，并且知道各個倉位物件的重量，通過生產統計還可以知道立體倉庫一共有多少個成品，每一類成品的個數及總重量。
2系統特點
(1)包含多種關鍵技術及單元，使學生了解更多的知識;機器人技術;物流倉儲自動控制系統;立體倉庫;自動輸送線;自動碼垛機;物流倉儲管理和監控;PLC控制系統;傳感器技術;計算機網絡通信技術和現場總線技術;計算機控制;網絡化視頻監控技術;數據庫技術;多軸運動控制器;氣動技術;步進電機及驅動;伺服電機及驅動;VC,VB等高級語言編程。
(2)結合機電教學，編制了的實驗指導書，包含多個實驗:為了方便教學實際使用，我們為系統提供了專門實驗指導書，其內容涵蓋機械、控制、機器人示教、插補、自動裝配、碼垛等多項實驗，供本科生、?？粕脱芯可鷮I選開，教師也可以根據實際情況，在實驗指導書的基礎上增開設計性、綜合性實驗。
(3)交互式圖形化操作界面:系統控制軟件采用WINDOWS操作系統，具有交互式和圖形化特點，操作簡單易學，自動化程度高，使教師和學生在很短的時間之內就可以掌握對系統的操作。
(4)豐富的狀態反饋功能:通過計算機與各單元及傳感器的通訊，將系統中各環節的狀態顯示在操作界面上，使操作者通過計算機隨時了解系統各環節的工況、狀態、運行數據，掌握系統運行狀態。
(5)完善的生產及物料存儲統計功能:根據現代柔性制造系統的特點及倉儲物流的發展動向，不但在工作過程和原理上仿真實際生產過程，而且開發了生產及物料存儲數據庫，根據系統的運行隨時記錄和分析生產和存儲數據。
(6)開放式系統結構:為了增強學生的參與性，系統采用了開放式結構，提供了完善的控制功能動態鏈接庫和二次開發函數，不用了解底層復雜的時序和操作過程，只需要在VC或VB中簡單的幾行代碼，學生即可開發出自己的運動或控制功能，激發學生的學習興趣。
(7)網絡化視頻監控:系統提供網絡化視頻監控模塊，使操作者在操作系統的同時，也可通過電腦屏幕實時觀看系統的實際運行狀況。同時對于有條件的學校，可將控制計算機與校園網相連解，使更多的學生和老師通過網絡觀看現場實驗過程，提高系統利用率，也可實現遠程教學。
3如何應用FMS進行本科實驗教學
由于近年來高校的擴招，學生人數大幅上升，而大型實驗設備臺套數少;而且大型實驗設備的實驗通常包括編程、上機、結果分析等，需要的時間較長。因此，大型設備開設的實驗不能簡單的照搬其它實驗教學的模式。我們分別探索了以下幾種模式:
3.1開設綜合設計性實驗
本中心老師提出項目申請，參加學校實驗室設備管理處組織的“工程實踐”和機電工程學院組織的“機電一體化實訓中心”項目。這些項目結合指導老師的科研項目，通過雙向選擇接受學校相關專業本科三年級以上的學生參加。學生分為2-4人一組;在教師的指導下，首先查閱文獻和學習FMS的有關知識，編制程序，上機測試;實驗的內容根據項目的研究內容而定，一般涉及多種設備;實驗時間根據老師和學生雙方商定，實行彈性制，不拘泥于課堂安排的時間。由于學生人數少，在實驗過程中可以做到師生面對面的隨時交流。
例如:作業計劃與調度教學實驗。
“作業計劃與調度教學實驗”的內容是讓學生根據給定的加工工件信息，設計一個單件小批量零件加工的“作業計劃與調度”的仿真系統，使目標函數“最長流程時間”的值最小，然后對仿真結果進行驗證。實驗的目標是:使學生加深對“作業計劃與調度”概念的理解，掌握車間調度的方法，培養學生理論與實踐相結合的能力，提高學生的學習興趣和積極性。實驗系統要具備以下功能:
(1)提供一個很好的、有代表性的研究對象，也就是使學生知道他們是在那個車間、那個環境為加工那些工件設計“作業計劃與調度”的方案;
(2)提供一個很好的仿真環境及工具，用來建立仿真模型，使學生形象直觀地看到車間調度的運行過程;
(3)提供實現“作業計劃與調度”的算法和軟件開發環境，使學生了解并掌握該算法的原理，并在仿真環境中實現算法，得到仿真結果;
(4)提供一個真實環境，如FMS車間或可真正運行的FMS車間模型，在此環境中對上面得到的仿真結果進行驗證。
針對“FMS教學實驗系統”只討論一種特殊情況，即最長流程時間Fmax的計算先討論n/m/P/Fmax問題，目標函數是使最長流程時間最短。最長流程時間又稱作加工周期，它是從第一個工件在第一臺機器開始加工時算起，到最后一個工件在最后一臺機器上完成加工時為止所經過的時間，由于假設所有工件的到達時間都為零(Ri,I=1,2,3，…,n)，所以Fmax等于排在末位加工的工件在車間的停留時間，也等于一批工件的最長完工時間Cmax。
設n個工件的加工順序為S=(S1,.S2,……，,Sn)，其中Si為排第i位加工的工件的代號。以CK(Si)表示工件Si在機器Mk上的完工時間，Pk表示工件Si在Mk上的加工時間，K=1,2,3,……,m；i=1,2,……,n,
式(1)是一個遞推公式，當由式(1)得出Cm(sn)時，Fmax、就求得了。在熟悉以上公式之后，可以直接在加工時間矩陣上從左向右計算完工時間。對于某一工作地，在給定的一段時間內，順次決定下一個被加工的工件。
3.2開設選修課
由于學習FMS的有關知識，需要學生們具有一定的專業知識;而且大型設備一般只有一套設備，要面向學生人數眾多的本科生開設實驗課有一定的難度。因此，我們首先開設了FMS的選修課。在講授FMS技術的理論知識的基礎上，開設FMS的上機實驗課，學生分為3-5人一組。由于課堂講授FMS的時間有限，加之是選修課;因此，在實驗課之前，面對設備再介紹一次設備的原理、結構和用途等，以加深學生的印象;然后指導學生編制程序、適當的上機操作，輔導學生處理實驗結果。
3.3為本科畢業設計提供實驗
本科生的畢業論文是進行專業基本技能培養的重要環節，同時也是培養學生創造性思維方法、提高動手和解決問題能力的不可缺少的過程。參加本科畢業論文的學生，有充分的時間利用所掌握的專業基礎知識，解決具體的問題;因此畢業論文是本科生學習和掌握大型實驗設備的一個非常好的機會。
4FMS進行本科教學的體會和希望
4.1FMS進行本科教學的效果
通過上述三種方式向本科生開放大型實驗設備，對學生選擇專業有一定的幫助，也增加了學生參加推薦免試研究生和就業等的競爭力。例如，一名機電學院的學生參加了“FMS研究”項目后，對數控技術有關知識和應用有了一定的了解和興趣，報考研究生時選擇數控技術專業。另一名機電學院的學生參加“開放式數控系統的研究”，學習了切削圖形設計、數控雕刻機及其控制系統等一系列操作，在老師的指導下自己操作選擇刀具和切削參數，觀察不同的切削過程，加深了所學的理論知識，熟悉了作業計劃與調度的原理、立體倉庫的基本操作;該生通過面試后順利地被華中科技大學錄取為研究生。
近年來為了適應地方經濟和社會發展的需要，拓寬人才培養領域，在開設綜合性實驗項目和選修課時，也接受其他學院的學生。學生結束項目后，對所參加的研究工作非常有興趣。
相比較而言，綜合設計性實驗效果明顯好于選修課的實驗。前者由于有充分的時間，我們摒棄了傳統的驗證實驗的模式，采取了“雙向互動”，教師以更多的精力啟發學生的創造力，調動其主動性和積極性，發揮他們運用所學的知識去解決實際問題。對這種實驗模式，學生表現出極大的興趣。這種實驗教學模式，不僅拓展了學生現代科學技能的理論和知識;在實驗方法，應用技能方面也得到了提高，為他們今后走上社會，服務于社會，縮短理論與實踐的差距奠定了良好的基礎。
4.2存在的問題
1.1課程知識未能得到及時的更新
現代社會是一個高速發展的社會，機械、電子等新技術也一直處在日新月異的發展狀態中。而機電一體化專業技術的學習的目的就是應用在日常的生活生產中，新技術不斷出現，但未能及時加入到機電一體化專業課程的教學內容中，這就使學生在機電一體化專業課程上學習的內容與企業應用的機電一體化專業技術有著較大的出入。而真正具備機電方面專業知識技能的人才，卻極少會參與到專業課程內容的編寫中。多方面的原因就導致了機電一體化的專業課程內容不能及時得到更新，技術知識落后，不適用于當前的社會。
1.2部分教學內容與生產實際脫離
一方面，在機電一體化的專業課程的教學過程中，選用的大部分都是高學歷低經驗的專職教育教學工作者，這部分機電一體化的專業課程教師自身就沒有實踐另一方面，雖選用的有具備實踐經驗的來自企業的專業課程教師，但學校中又沒有與之所具備的實用機能相對接的課程，能讓教師對實用性技能進行講解，最終課堂教學內容還是以理論知識作為重點。理論與實際脫離，學生的學習動力受挫的同時也不能為社會培養出高水準的應用型人才。
1.3傳統的教學結構已經不能適應
社會的發展機電一體化的專業技術在不斷的革新中，而傳統的學科結構大都不是圍繞學生的就業方向和社會需求來設置的，這就導致了學生在學習了主要以知識結構來設置的機電一體化專業課程后，只掌握了一些理論知識，卻不具備獨自實際操作的能力。傳統的機電一體化課程還存在著新技術沒被納入到教學結構中，而已有的教學結構中出現諸多的知識內容重復的問題。從上述描述的我國機電一體化的專業課程中存在的一些問題，可以看出，當下，必須將培養專業人才的目標放在首位，突破傳統教學模式和教學內容的束縛，果斷摒棄那些華而不實的理論知識，對機電一體化的專業課程進行改革，以期為社會培養出一批有用的技術實用型人才。
2機電一體化專業課程的教學改革
2.1從教學內容上對課程進行改革
針對機電一體化的專業課程存在的問題，首先是對教學內容的改革完善。專業課程自然要以專業知識技能的獲取為中心，緊抓機電專業所具備的特點，以理論知識夠用為標準，少講多練，將知識和技能的學力融入到實踐教學環節中。同時加大實踐教學的教學力度，將提升學生的獨自分析問題和解決問題的能力作為教學的重點，并規范學生的實踐操作，使之更接近企業對機電產品的生產標準。對于有內容交叉重復較多的課程，可以通過對幾個課程內容脈絡的梳理和整合，將之融入成一門條理性和綜合性更強的課程。對常用到的理論知識進行精講，以實踐操作為主，讓學生在機電一體化的專業實踐課程中通過自己的親手操作融會貫通所學的理論知識，提升自己對知識技能的應用能力。而對于另外一些內容復雜且內容脈絡繁雜的課程可進行科學的拆分，一方面幫助學生更容易掌握理解這部分知識，另一方面也是為了加大實際操作課的課時。使理論和實際在這種高效的理論知識的學習和實踐操作中更加緊密有機的結合起來。
2.2從教學方法上對課程進行改革
將教、學、做有機結合來進行機電一體化專業課程的教學。依照目前的機電一體化的專業課程的教學來看，其教學方式依舊沿用的是傳統的灌輸式教學方式。教師是課堂教學的中心，學生只是被動的坐在原位聽教師所教授的知識，沒有進行自主探究和合作學習的意識和機會。大量的時間都被沒有進入實用階段的理論知識所占據，這樣實際操作的時間就少了，學生的實際操作能力差。針對這種情況，在確定了新時期的新的教學目標后，對機電一體化專業課程的教學手段和教學方法進行進一步的改革，將教師教和同學緊密聯系起來并進一步融入到由教師指導的實踐操作中，以保證一個高效的學習效率和較好的教學質量。這種方法對于學生鞏固所學知識、提升自主操作能力也大有裨益。與普通的專業學科相比，機電一體化專業課程的學習對于學習的過程更為注重。原因在于學生有關機電一體化專業的知識和技能都是在機電一體化專業課程的學習過程中獲取的。因此，在機電一體化的專業課程的教學方法改革中，可以將合作學習的方法作為一種新的教學方式融入到機電一體化的專業課程的教學中。合作學習為學生之間的專業知識和技能的學習創造了一個平等交流的平臺?？偟膩碚f，合作學習在機電一體化專業課程的教學上的應用，能夠使學生在一個平等交流的環境中，進行自主的、積極的思考，學會與人協作共同去解決問題。同時對于學生的信息整合能力也有一定程度的提高作用。
2.3轉變傳統教學觀念，積極提升教師實際操作技能
與一般的學科不同，機電一體化專業課程的最終目的是在于培養出一批能夠進入到實際工作中的技能型人才。很顯然，在我國一直沿用至今的傳統教學觀念并不符合機電一體化的專業教學。故而，教師應及時轉變自己的教學觀念，把學生作為機電一體化專業課程學習的主體，做好教學過程中的講解、引導和輔導工作。同時摒棄以往以專業理論為重的觀念，積極投身到機電一體化的實際操作技能的學習中，加深自己對機電一體化專業課程了解的同時，可以更多的為學生傳授真正的機電一體化操作經驗，帶來更好的教學效果。教師還要關注機電一體化最前沿的技術的發展，及時根據現實情況對教學內容和教學方法進行調整，幫助學生獲得更多的機電一體化專業知識和技能。
3結束語
